基于新型氧杂七元环的重排反应构建芳环骨架结构体及相关开环产物的研究

The formation of carbon-carbon bond is a basic research topic in organic synthesis, while rearrangement reaction is one of the most important way in the formation of new carbon-carbon bonds. Thus, the novel rearrangement reactions and patterns, not only have the value of theoretical research , but also open up new reaction pathways and bonding process. In recent work of our reseach on benzo[c]oxepine, a novel rearrangement process was found and which was further exploited to develop an efficient approach for the construction of naphthalenes from simple and commercially available reagents. According to the research literature, the rearrangement process of this benzo[c]oxepine is an uncovered reseach field with great theoretical significance and potential value and urgent need for further research. Therefore, this project will be a detailed study of this rearrangement process, and using the conversion for the synthesis of other basic structures of aromatic family (eg.benzene, benzo-heterocyclic, polycyclic aromatic). Addition work will focus on the rearrangement and ring-opening reaction of other heteroatom contained seven-numbered rings in order to discover novel rearrangement processes and new paths of carbon-carbon bond formation.

碳-碳键的形成与构建是有机合成中的重要研究内容，其中重排反应是形成新的碳-碳键的重要方法之一。因此，新颖的重排反应和模式，不仅具有理论研究的价值，也是开拓新颖反应和键合模式的途径。申请人在前期的工作中，研究了苯并氧杂七元环的重排过程，发现了苯并氧杂七环结构体重排为萘环结构的过程，并进一步发展了一种从简单易得的底物合成萘环衍生物的高效方法。根据文献的调研，氧杂七环的反应性研究是一个尚未涉猎的研究点，具有巨大的理论意义和潜在价值，迫切需要进行深入研究。因此本项目将详细的研究这一反应的转化过程，并利用这一反应实现芳香家族的其它基本结构体（如苯环，苯并杂环，蒽环）的合成，同时将对各种杂七环的重排及开环反应作进一步的研究，以期发现新的重排反应过程和碳-碳键形成的新方法。

如何高效简便易行的合成结构丰富多样、构造复杂、数量庞大的碳/杂环化合物集合体，获得一个优质的碳/杂环化合物样品库，是农药筛选研发的前提，也是合成方法学研究所面对的重要挑战性课题和长期担当的艰巨任务。课题组历经十余年的努力，致力于“基于I2/DMSO组合体系介导下的杂芳环结构体合成反应工具箱”的构建，以期为解决结构丰富的样本库提供一条新的解决途径和策略。本基金项目“基于新型氧杂七元环的重排反应构建芳环骨架结构体及相关开环产物的研究”是课题组研究方向的一个子项目，在四年的项目执行期间。相继探索了苯并氧杂七元环的重排过程，提出了一种全新的碳-碳键的形成的方法，并基于苯并氧杂七元环在碱的作用下开环所形成的邻苯碳醌（o-QDM）以及随之伴随分子内的[1，5]氢迁移所形成的系列高活性瞬态中间体为反应前体，利用不饱和键以及偶极子对其捕获，得到多样性的骨架。同时，在该项目支撑下，我们对有机合成研究领域的挑战性学术难题——天然产物的自组织全合成也取得了系列进展，实现了天然产物Tryptanthrin、2-hydroxy-4，5，6 –trimethoxybenzil、SophodibenzosideF和I、海洋药物片罗素吡咯【2,1-a】异喹啉骨架以及吴茱萸生物碱及类似物的首次一锅自组织全合成。此外还实现了几十种具有潜在生物活性芳杂环骨架的构建，极大丰富了I2/DMSO组合试剂介导下构筑芳杂环反应系统这一反应工具箱（reaction toolbox）构建的内容，该合成策略及以此发展的合成杂环的方法得到了国内外同行的认可及借鉴应用，被誉为是杂环合成的强有力工具。.项目研究执行期间共计发表SCI国际期刊论文64篇，IF大于5以上研究性论文35篇，被国际刊物亮点推介的文章35余篇，被自然指数（nature index）收录的具有创新性研究的论文30余篇，总引用次数为1239次。项目执行期间，相继应邀在科研院所及学术会议做大会报告、邀请报告、学术讲座22场。 项目执行期间，培养博士毕业8人，硕士毕业11人，共有9人获得国家奖学金..应该说，本项目圆满实现了预期的研究目标，同时也开拓出一些新的研究课题，成效是显著的。